（浙江选考）2020版高考化学一轮复习 专题6 第二单元 原电池 化学电源课件

专题6化学反应与能量变化第二单元原电池化学电源专题6化学反应与能量变化[考点分布]知识内容考试要求2016年2017年2018年4月10月4月11月4月11月(1)原电池的概念a(2)铜­锌原电池的原理及电极反应式b专题6化学反应与能量变化知识内容考试要求2016年2017年2018年4月10月4月11月4月11月(3)原电池的构成条件b(4)常见化学电源cT17专题6化学反应与能量变化知识内容考试要求2016年2017年2018年4月10月4月11月4月11月(5)原电池的构造与工作原理，盐桥的作用bT17T17(6)判断与设计简单的原电池c专题6化学反应与能量变化知识内容考试要求2016年2017年2018年4月10月4月11月4月11月(7)原电池的电极反应式及电池反应方程式bT17T17T17(8)原电池的正、负极和电子流向的判断cT17专题6化学反应与能量变化知识内容考试要求2016年2017年2018年4月10月4月11月4月11月(9)银锌电池、铅蓄电池、燃料电池的工作原理与应用价值bT17T17T17氧化还原反应原电池及其工作原理1．概念和反应本质原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是_________________。2．工作原理(以铜­锌原电池为例)氧化反应还原反应电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu反应类型______________________电子流向由Zn沿导线流向Cu3．原电池正、负极判断方法4．原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成“活泼电极一定作负极”的思维定势。5．只有自发进行的氧化还原反应才能通过设计成原电池将化学能转化为电能。可从氧化还原得失电子出发确定原电池的正负电极。题组一原电池工作原理的考查1．下面装置中，能构成原电池的是________(填序号)。答案：②④⑥⑦⑨2．如图所示进行实验，下列说法不正确的是()A．装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生B．甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能C．装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转D．装置乙中负极的电极反应式：Zn－2e－===Zn2＋解析：选B。装置甲为锌片与稀硫酸反应装置，可观察到锌片上有气泡；装置乙为铜锌原电池，锌片、铜片和硫酸形成的原电池中，铜片为原电池正极，该极上氢离子得电子生成氢气，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，故装置乙的铜片上也可观察到有气泡产生。锌片为原电池负极，锌失电子，负极上的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，电子由负极经导线流向正极，整个电路形成回路，产生电流，化学能转变为电能，锌、铜之间用导线连接电流计，可观察到电流计指针发生偏转。故A、C、D正确；甲装置不是原电池，能量变化不是化学能转化为电能，没有产生电流，而乙装置是原电池，原电池中的能量变化为化学能转化为电能，B不正确。题组二原电池正、负极和电子流向的判断3．下列有关原电池的说法中正确的是()A．在内电路中，电子由正极流向负极B．在原电池中，相对较活泼的金属一定作负极，不活泼的金属一定作正极C．原电池工作时，正极表面一定有气泡产生D．原电池工作时，可能会伴随着热能变化解析：选D。A项，内电路中不存在电子的移动；B项，若是由铝、镁、氢氧化钠溶液构成的原电池，则负极是铝；C项，若是由锌、铜、硫酸铜溶液构成的原电池，则正极表面析出铜，没有气泡产生。4．(2017·浙江4月选考，T17)银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。其工作示意图如下。下列说法不正确的是()A．Zn电极是负极B．Ag2O电极发生还原反应C．Zn电极的电极反应式：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2D．放电前后电解质溶液的pH保持不变解析：选D。由银锌电池的反应原理：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag知，Zn的化合价升高，被氧化，作负极，其电极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2。因总反应消耗H2O，使得OH－的浓度增大，所以放电前后电解质溶液的pH增大。5．(2016·浙江4月选考，T17)Mg­H2O2电池是一种化学电源，以Mg和石墨为电极，海水为电解质溶液，示意图如图。下列说法不正确的是()A．石墨电极是该电池的正极B．石墨电极上发生还原反应C．Mg电极的电极反应式：Mg－2e－===Mg2＋D．电池工作时，电子从Mg电极经导线流向石墨电极，再从石墨电极经电解质溶液流向Mg电极解析：选D。电子不能流经内电路(电解质溶液)，故D不正确。原电池原理的应用1．设计制作化学电源(1)首先将氧化还原反应分成两个半反应。(2)根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。负极正极自发加快2．比较金属活动性强弱两种金属分别作原电池的两极时，一般作___________的金属比作___________的金属活泼。3．加快氧化还原反应的速率一个___________进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率___________。例如：在Zn与稀H2SO4反应时，加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。正极4．用于金属的防护使被保护的金属制品作原电池___________而得到保护。例如：要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。题组原电池原理的应用1．M、N、P、E四种金属，已知：①M＋N2＋===N＋M2＋；②M、P用导线连接放入NaHSO4溶液中，M表面有大量气泡逸出；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E2＋＋2e－===E，N－2e－===N2＋。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是()A．P＞M＞N＞EB．E＞N＞M＞PC．P＞N＞M＞ED．E＞P＞M＞N解析：选A。由①知，金属活动性：M＞N；M、P用导线连接放入NaHSO4溶液中，M表面有大量气泡逸出，说明M作原电池的正极，故金属活动性：P＞M；N、E构成的原电池中，N作负极，故金属活动性：N＞E。2．一定量的稀盐酸跟过量锌粉反应时，为了加快反应速率又不影响生成H2的总量，可采取的措施是()A．加入少量稀NaOH溶液B．加入少量CH3COONa固体C．加入少量NH4HSO4固体D．加入少量CuSO4溶液解析：选D。A中加入NaOH溶液，消耗盐酸，反应速率减慢，且氢气的生成量会减少，错误；B中加入CH3COO－会结合H＋，生成醋酸，减慢反应速率，错误；C中加入NH4HSO4固体，增加了H＋的量，生成的氢气会增多，错误；D中加入少量CuSO4溶液，Zn置换出少量Cu附着在锌表面，形成原电池可以加快反应速率，并且没有影响氢气的生成量，正确。3．请运用原电池原理设计实验，验证Cu2＋、Fe3＋氧化性的强弱。请写出电极反应式：负极__________________，正极__________________；并在方框内画出实验装置图，要求用烧杯和盐桥，并标出外电路电子流向。答案：Cu－2e－===Cu2＋2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋画原电池装置图的易错点(1)注明电极材料名称或元素符号。(2)画出电解质溶液，且要标注。(3)不要把盐桥画成导线。(4)应连成闭合回路。氧化还原不能充电和放电化学电源的工作原理1．电池的种类及特点电池一次电池二次电池燃料电池特点活性物质发生__________反应被消耗到一定程度后，就______再使用可反复___________能量利用率高，可连续使用，污染轻实例锌锰干电池、银锌钮扣电池等铅蓄电池、锂电池等氢氧燃料电池Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)22．化学电源(1)一次电池(干电池)——银锌钮扣电池银锌钮扣电池以Ag2O和Zn为电极，电解质溶液为KOH溶液。其电极反应式为负极：____________________________________，正极：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，电池反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。Pb－2e－＋SO2－4===PbSO4PbO2＋2e－＋SO2－4＋4H＋===PbSO4＋2H2O(2)铅蓄电池铅蓄电池是一种二次电池，用途极广，电动自行车、汽车、发电站等都用到它。铅蓄电池的性能优良，价格便宜，可多次充、放电。放电时，铅电极上发生氧化反应，二氧化铅电极上发生还原反应，其电极反应式为负极：______________________________________________，正极：______________________________________________，Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4H2－2e－＋2OH－===2H2OH2＋12O2===H2O总的电池反应：_________________________________________。充电时则是二氧化铅电极上发生氧化反应，铅电极上发生还原反应，总的电池反应为_____________________________________。(3)燃料电池碱性氢氧燃料电池的电极反应式为(KOH为电解质)负极：_________________________________________________，正极：12O2＋2e－＋H2O===2OH－，电池反应：_____________________________________________。题组一书写化学电源电极反应式1．Li­SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4­SOCl2。电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。请回答下列问题：(1)电池的负极材料为________，发生的电极反应为________。(2)电池正极发生的电极反应为________________________。解析：分析反应的化合价变化，可知Li失电子，被氧化，为还原剂，SOCl2得电子，被还原，为氧化剂。(1)负极材料为Li(还原剂)，负极反应式为4Li－4e－===4Li＋。(2)正极反应式可由总反应式减去负极反应式得到：2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑。答案：(1)锂4Li－4e－===4Li＋(2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑2．Mg­AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－。试书写该电池的正、负极电极反应式：____________________、________________。答案：2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－Mg－2e－===Mg2＋3．铝­空气海水电池：以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应：4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3。负极反应式：__________________________________________；正极反应式：__________________________________________。答案：4Al－12e－===4Al3＋3O2＋6H2O＋12e－===12OH－题组二“一池多变”的燃料电池4．以甲烷燃料电池为例来分析不同的环境下电极反应式及总反应式的书写。(1)酸性介质(如H2SO4)负极：___________________________________________；正极：___________________________________________；总反应式：_______________________________________。(2)碱性介质(如KOH)负极：_________________________________________________